Estimación de la variabilidad mecánica de placas de roca por ensayos no-destructivos

Assesment of the Mechanical Variability of Rock Slabs by Means of Non-Destructive Tests

En este artículo se describe una campaña sistemática de ensayos no-destructivos con el martillo esclerométrico Schmidt-L, que se hizo en una placa de sodalita de 0,05m de espesor en un área cuadrada de 2,0m de lado. Esta investigación reveló que la roca ornamental estudiada tiene —en lo que se refiere a su resistencia mecánica— una variabilidad inherente al tipo de material en sí y también una variabilidad relativa a su posición espacial; ésta última con claros signos de una dirección preferencial. Estas variabilidades se detectaron por la aquí propuesta campaña de ensayos y el uso de la geoestadística; conclusiones que son útiles para el control de calidad de placas de material rocoso destinadas para fines ornamentales.

1 INTRODUCCIÓN

Una de las actividades dentro del proceso de producción de rocas ornamentales en las canteras es sin duda el control de calidad. El control de calidad en este tipo de materiales está orientado a evaluar la densidad de discontinuidades del macizo rocoso; y la dureza, resistencia a flexión, la resistencia a compresión y la micro-homogeneidad del material rocoso (v.gr. la roca intacta), éste último que se refiere a cuán homogénea es la distribución del tamaño de minerales constituyentes del material rocoso en una determinada superficie o volumen.

Las propiedades antes citadas del macizo y material rocoso del yacimiento de la cantera pueden variar en el espacio (v.gr. según su localización), tanto a una escala macroscópica, como mesoscópica y microscópica.

Para la planificación de la producción anual, se analizan las facciones del macizo rocoso al nivel macroscópico, tales como: densidad de discontinuidades, variaciones en composición material, variaciones de meteorización y alteraciones; mientras que para la clasificación del lote de producción son las mismas facciones anteriormente descritas las que se evalúan pero a un nivel de escala mesoscópica y a través de ensayos indirectos no-destructivos que relacionen las anteriores facciones con la resistencia del material. Cada cierto volumen de producción se programa —además de los anteriores ensayos— hacer ensayos destructivos y directos para evaluar la resistencia mecánica.

En lo que concierte a los ensayos indirectos no-destructivos, se usan con más frecuencia al menos dos: los ensayos de impacto y los ensayos de transmisión de ondas. Los ensayos de impacto miden la respuesta que ofrece la superficie del material rocoso a la acción del impacto de una masa metálica caída desde una altura determinada, que tras medir la altura de rebote de la masa se obtiene una idea de la integridad y la compacidad de la roca (v.gr. competencia del material rocoso). En este caso, el rebote de la masa es una medida de la respuesta de la roca. Los ensayos de transmisión de ondas resultan tener un similar principio, debido a que se mide otro tipo de respuesta de la roca. En este caso, las respuestas que se miden pueden ser de refracción, difracción o propagación de ondas; ondas que pueden estar en diversos rangos del espectro: desde ondas sonoras, de ultrasonido o electromagnéticas.